JPS6334338Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、AB級プツシユプル増幅器等にお
ける出力段トランジスタのバイアス回路として用
いて好適な増幅器のバイアス回路に関するもので
ある。

従来、AB級プツシユプル増幅器等における出
力段トランジスタのバイアス回路としては、出力
段トランジスタと熱結合された半導体素子を用い
て同出力段トランジスタのアイドリング電流を一
定化させるようにしたものが一般に用いられてい
る。第１図は、このような従来のバイアス回路の
一構成例を示す回路図である。この図に示すバイ
アス回路は、トランジスタ（NPNトランジスタ）
１の出力により各々駆動されるダーリントン接続
された出力段トランジスタ（NPNトランジスタ）
２ａ〜２ｃと、同じくダーリントン接続された出
力段トランジスタ（PNPトランジスタ）３ａ〜
３ｃ等を有し、出力端子４を介して負荷５へ電力
を供給するSEPP（シングルエンデツドプツシユ
プル）構成の増幅器において、定電流源６から一
定電流が供給される前記出力段トランジスタ２ａ
のベースと前記出力段トランジスタ３ａのベース
との間にトランジスタ７、可変抵抗器８、抵抗９
からなる定電圧回路１０を介挿し、これにより出
力段トランジスタ２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃにAB
級動作が行なわれるようなアイドリング流を供給
するようにしたものである。そしてこの場合、出
力段トランジスタ２ｃ，３ｃとトランジスタ７と
は互いに熱結合されており、この熱結合によるサ
ーボループによつて出力段トランジスタ２ａ〜２
ｃ，３ａ〜３ｃに流れるアイドリング電流が一定
化されるようにしている。しかしながらこのよう
な従来のバイアス回路においては、前記熱結合に
よるサーボループのループゲインは極めて低い値
であり、したがつてアイドリング電流を良好に一
定化させるためにはトランジスタ７の動作点を最
適状態に調整設定する必要があるから、この調整
設定を行なうために可変抵抗器８が不可欠であつ
た。また出力段トランジスタ２ｃ，３ｃおよびこ
れらの放熱板の熱時定数は通常数分〜十数分と極
めて大きな値であるため、増幅器が熱的に安定
し、アイドリング電流が正規の値に達するまでに
長時間を要すると共に、増幅器が熱的に安定した
後においても、この増幅器の出力が大きく変化し
た場合（例えば無出力状態から出力状態へ移行し
た場合）、前記熱時定数による応答遅れのため、
アイドリング電流が変化してしまうという問題が
あつた。

この考案はこのような事情に鑑みてなされたも
ので、アイドリング電流に対して熱結合以外の手
段によるループゲインの大きなサーボループを設
けることにより、出力段トランジスタのアイドリ
ング電流を極めて速い応答速度で一定化させるこ
とができる増幅器のバイアス回路を提供すること
を目的とするものであり、出力段トランジスタに
直列に介挿され同出力段トランジスタに流れる電
流を検出する電流検出用抵抗と、前記出力段トラ
ンジスタの入力側に介挿され、前記出力段トラン
ジスタのアイドリング電流を調整するアイドリン
グ電流調整回路と、前記電流検出用抵抗の両端間
に発生する電圧を入力電圧とするとともに、オー
プンコレクタ形式の出力トランジスタを有し、こ
の出力トランジスタのコレクタから入力側に負帰
還が施されるバツフア回路と、充電経路が抵抗に
より形成され放電経路が前記バツフア回路の出力
トランジスタによつて形成されるコンデンサとか
らなり、このコンデンサの両端間に前記入力電圧
の最小値を保持する最小電圧保持回路と、この最
小電圧保持回路の前記コンデンサの両端間の電圧
が増加または減少したとき前記出力段トランジス
タのアイドリング電流がそれぞれ減少または増加
するように前記アイドリング調整回路を制御する
電流制御回路とを具備したものである。

以下、この考案の実施例を図面を参照して説明
する。

まず、この考案の基本構成を第２図を参照して
説明する。第２図において、出力段トランジスタ
２ｃ，３ｃの両エミツタ間にはエミツタ抵抗１１
ａ，１１ｂ（電流検出用抵抗）が順次直列に介挿
され、エミツタ抵抗１１ａ，１１ｂの接続点は出
力端子４に接続されている。１２は、これら直列
接続されたエミツタ抵抗１１ａ，１１ｂの両端間
に発生する電圧veの所定時間内におけける最小
値（電圧veo）を逐次検出して保持する最小電圧
保持回路であり、また１３はこの最小電圧保持回
路１２により保持された電圧veoが所定の一定値
になるように出力段トランジスタ２ｃ，３ｃのア
イドリング電流を変化させるための電流制御回路
である。

この場合、エミツタ抵抗１１ａ，１１ｂの両端
間に発生する電圧veの最小値veoは出力段トラン
ジスタ２ｃ，３ｃに流れるアイドリング電流に対
応するから、最小電圧保持回路１２が保持する電
圧veoは、前記所定時間内におけるアイドリング
電流値に対応し、かつこの電圧veoは、逐次更新
されるから最新のアイドリング電流値に対応す
る。しかして、この基本構成によれば、出力段ト
ランジスタ２ｃ，３ｃに流れるアイドリング電流
が所定電流値から増加または減少すれば、それに
伴ない最小電圧保持回路１２の出力電圧veoも所
定の値から上昇または下降する。したがつて電流
制御回路１３はこれに応じてアイドリング電流を
下降または上昇させ、これによりアイドリング電
流は前記所定電流値に保持される。

次に、上記基本構成に基づくこの考案の一実施
例を第３図を参照して説明する。第３図はこの実
施例の構成を示す回路図であり、この図において
第１図、第２図の各部に対応する部分には同一の
符号を付して説明を省略する。第３図において、
最小電圧保持回路１２は、そのコレクタが抵抗１
４を介して負電源ライイン１５に接続されたトラ
ンジスタ（PNPトランジスタ）１６と、コレク
タが負電源ライン１５に接続されたトランジスタ
（PNPトランジスタ）１７と、トランジスタ１
６，１７の各エミツタ抵抗１８，１９と、これら
のエミツタ抵抗１８，１９の接続点と正電源ライ
ン２０との間に介挿された抵抗２１とからなる差
動増幅器２２を有すると共に、正電源ライン２０
と負電源ライン１５との間に順次直列に介挿され
た抵抗２３（値R₁）と、トランジスタ（NPNト
ランジスタ）２４とからなり前記抵抗１４の両端
間の電圧を反転増幅する反転増幅器２５を有し、
またトランジスタ２４のコレクタと共通ライン２
６との間に順次直列に介挿された抵抗２７（値
R₂）、２８（値R₃）からなり反転増幅器２５の出
力すなわちトランジスタ２４のコレクタの電圧を
差動増幅器２２におけるトランジスタ１７のベー
スへ帰還させる帰還回路２９を有すると共に、ト
ランジスタ２４のコレクタと共通ライン２６との
間に介挿されたコンデンサ３０（値Ｃ）を有して
なり、トランジスタ１６のベースと共通ライン２
６との間にエミツタ抵抗１１ａ，１１ｂの両端間
の電圧veが供給されてなるものである。この場
合、差動増幅器２２、トランジスタ２４および帰
還回路２９により、オープンコレクタ形式のバツ
フア回路が構成されている。しかして、この最小
電圧保持回路１２は、前記電圧veを利得（１＋
R₂／R₃）で増幅し、この出力によりコンデンサ３０ を充放電する。この場合、コンデンサ３０の充電
経路は抵抗２３によつて形成され、またこの放電
経路はトランジスタ２４によつて形成されるが、
ここで抵抗２３とコンデンサ３０との時定数
（Ｃ・R₁）で決まるコンデンサ３０の充電時間は
この実施例において増幅される通常の信号の最低
周波数の周期よりも充分長い所定時間に設定さ
れ、またトランジスタ２４のコレクタ出力抵抗と
コンデンサ３０の容量Ｃとにより決まるコンデン
サ３０の放電時間は前記充電時間に比べて充分短
かい値となつている。すなわち、コンデンサ３０
の放電は、入力信号の変化に追従して高速で行わ
れ、また、コンデンサ３０の充電は入力信号には
追従せずに低速で行われる。したがつてこの最小
電圧保持回路１２によれば、時定数（Ｃ・R₁）
に対応する所定時間内において発生された電圧
veの最小値veoの（１＋R₂／R₃）倍の電圧veo′をコ ンデンサ３０に逐次保持させるようになる。

次に符号１３ａで示す部分は、最小電圧保持回
路１２の出力電圧veo′を対応する電流ieoに変換
する電圧電流変換部であり、前述した電流制御回
路１３の一部を構成するものである。この電圧電
流変換部１３ａは、最小電圧保持回路１２の出力
電圧veo′がベースに印加されるトランジスタ
（NPNトランジスタ）３１と、このトランジスタ
３１のエミツタと負電源ライン２６との間に介挿
された抵抗３２と正電源ライン２０とトランジス
タ３１のコレクタとの間に順次直列に介挿された
抵抗３３、ダイオード３４と、トランジスタ３１
のコレクタがそのベースに接続されたトランジス
タ（PNPトランジスタ）３５と、このトランジ
スタ３５のエミツタと正電源ライン２０との間に
介挿された抵抗３６とを有してなるものであり、
前記最小電圧保持回路１２の出力電圧veo′とトラ
ンジスタ３１のベース−エミツタ間電圧との差に
比例した電流ieoをトランジスタ３５のコレクタ
から取り出すようにしたものである。

ここで、以上に述べた最小電圧保持回路１２と
電圧電流変換部１３ａとにおいて正電源ライン２
０と共通ライン２６との間には直流電源３７から
電源電圧E₁が供給され、共通ライン２６と負電
源ライン１５との間には直流電源３８から電源電
圧E₂が供給されている。

次に、符号１３ｂで示す部分は、電圧電流変換
部１３ａの出力電流ieoに応じて出力段トランジ
スタ２ａ，３ａの両ベース間の直流電圧V_Bを変
化させるバイアス制御部であり、前述した電流制
御回路１３の他の部分を構成するものである。こ
のバイアス制御部１３ｂは、前記電圧電流変換部
１３ａの出力電流ieoがベースに供給され、コレ
クタが出力段トランジスタ２ａのベースに接続さ
れ、エミツタが抵抗３９を介して出力段トランジ
スタ３ａのベースに接続されたトランジスタ
（NPNトランジスタ）４０と、このトランジスタ
４０のベースと出力段トランジスタ３ａのベース
との間に介挿された抵抗４１と、トランジスタ４
０のコレクタと出力段トランジスタ３ａのベース
との間に介挿されたコンデンサ４２とからなるも
のであり、前記電流ieoが増加すると、トランジ
スタ４０のコレクタ−エミツタ間電圧が低下し、
これにより直流電圧V_Bを低下させて出力段トラ
ンジスタ２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃのアイドリング
電流を減少させ、逆に電流ieoが減少すると、ト
ランジスタ４０のコレクタ−エミツタ間電圧が上
昇し、これにより直流電圧V_Bを上昇させてアイ
ドリング電流を増加させるようにしたものであ
る。

しかして、この第３図に示した実施例によれ
ば、出力段トランジスタ２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ
のアイドリング電流が所定値よりも増大すれば電
圧veo′が上昇して電流ieoが増大し、この結果、
直流電圧V_Bが低下して前記アイドリング電流は
増加した分だけ減少され、またアイドリング電流
が所定値よりも減少すれば電圧veo′が低下して電
流ieoが減少し、この結果、直流電圧V_Bが上昇し
てアイドリング電流は減少した分だけ増加され、
かくして出力段トランジスタ２ａ〜２ｃ、３ａ〜
３ｃのアイドリング電流が所定の一定値に保持さ
れる。そしてこの場合、最小電圧保持回路２０→
電圧電流変換部１３ａ→バイアス制御部１３ｂな
るループで形成されるサーボループの応答速度は
極めて速く、またこのループゲインは充分大きな
値に設定し得るので、アイドリング電流を極めて
速い応答速度で一定化させることができ、しかも
一切の調整個所は必要とされない。

以上説明したように、この考案による増幅器の
バイアス回路は、出力段トランジスタに直列に介
挿され同出力段トランジスタに流れる電流を検出
する電流検出用抵抗と、前記出力段トランジスタ
の入力側に介挿され、前記出力段トランジスタの
アイドリング電流を調整するアイドリング電流調
整回路と、前記電流検出用抵抗の両端間に発生す
る電圧を入力電圧とするとともに、オープンコレ
クタ形式の出力トランジスタを有し、この出力ト
ランジスタのコレクタから入力側に負帰還が施さ
れるバツフア回路と、充電経路が抵抗により形成
され放電経路が前記バツフア回路の出力トランジ
スタによつて形成されるコンデンサとからなり、
このコンデンサの両端間に前記入力電圧の最小値
を保持する最小電圧保持回路と、この最小電圧保
持回路の前記コンデンサの両端間の電圧が増加ま
たは減少したとき前記出力段トランジスタのアイ
ドリング電流がそれぞれ減少または増加するよう
に前記アイドリング調整回路を制御する電流制御
回路とを具備したものであるから、出力段トラン
ジスタのアイドリング電流を極めて速い応答速度
で一定化させることができ、また調整が不要であ
り、しかも熱結合と使用していないので部品等の
配置を任意に決定することができる増幅器のバイ
アス回路を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の増幅器のバイアス回路の一構成
を示す回路図、第２図はこの考案の基本構成を示
すブロツク図、第３図はこの考案の一実施例の構
成を示す回路図である。 ２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ……出力段トランジス
タ、１１ａ，１１ｂ……電流検出用抵抗（エミツ
タ抵抗）、１２……最小電圧保持回路、１３……
電流制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (イ) 出力段トランジスタに直列に介挿され同出力
   段トランジスタに流れる電流を検出する電流検
   出用抵抗と、 (ロ) 前記出力段トランジスタの入力側に介挿さ
   れ、前記出力段トランジスタのアイドリング電
   流を調整するアイドリング電流調整回路と、 (ハ) 前記電流検出用抵抗の両端間に発生する電圧
   を入力電圧とするとともに、オープンコレクタ
   形式の出力トランジスタを有し、この出力トラ
   ンジスタのコレクタから入力側に負帰還が施さ
   れるバツフア回路と、 充電経路が抵抗により形成され放電経路が前
   記バツフア回路の出力トランジスタによつて形
   成されるコンデンサとからなり、このコンデン
   サの両端間に前記入力電圧の最小値を保持する
   最小電圧保持回路と、 (ニ) この最小電圧保持回路の前記コンデンサの両
   端間の電圧が増加または減少したとき前記出力
   段トランジスタのアイドリング電流がそれぞれ
   減少または増加するように前記アイドリング調
   整回路を制御する電流制御回路 とを具備してなることを特徴とする増幅器のバイ
   アス回路。